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Berlin, Heidelberg : Springer Berlin / Heidelberg, 2022

1 online resource (333 pages)

ISBN 9783662642832 (electronic bk.)

ISBN 9783662642825

Technologien Fur Die Intelligente Automation Ser. ; v.14

Print version: Jasperneite, Jurgen Kommunikation und Bildverarbeitung in der Automation Berlin, Heidelberg : Springer Berlin / Heidelberg,c2022 ISBN 9783662642825

Intro -- Preface -- Organisation -- Communication in Automation - KommA 2020 -- Conference Chairs -- Program Committee -- Organising Committee -- Organisation -- Image Processing in Automation - BVAu 2020 -- Conference Chair -- Program Committee -- Inhaltsverzeichnis -- Contributors -- Part I Communication in Automation -- A Remote Attack Tool Against Siemens S7-300 Controllers: A Practical Report -- 1 Introduction -- 2 Related Work -- 3 Experimental Set-up -- 3.1 The Physical Process to Be Controlled -- 3.2 Hardware Equipment -- 3.3 Attacker Model and Attack Surface -- 4 Attack Details, Implementation and Results -- 4.1 Reconnaissance Attack -- 4.2 Scanning the PLC In-depth -- 4.3 Authentication Bypass Attack -- 4.4 Replay Attacks -- 4.4.1 Set/Update the password of PLCs -- 4.4.2 Clear PLC’s Memory Blocks -- 4.4.3 Start/Stop the PLC -- 4.5 Control Hijacking Attack -- 5 Possible Mitigation Solutions -- 6 Conclusion and Future Work -- References -- Konzept und Implementierung einer kommunikationsgetriebenen Verwaltungsschale auf effizienten Geraten in Industrie 4.0 Kommunikationssystemen -- 1 Einleitung -- 2 Industrieller Use Case -- 3 Stand der Technik -- 3.1 Time-sensitive Networking -- 3.2 OPC UA -- 4 Related Work -- 4.1 Administration Shell -- 4.2 OPC UA und TSN -- 5 Konzept und Implementierung -- 5.1 Konzept Communication Administration Shell -- 5.2 Implementierung der CAS und Datenservices fur Produktionsgerate -- 5.3 Integration in industriellen Use Case -- 6 Validierung -- 7 Fazit -- Literatur -- Device Management in Industrial IoT -- 1 Introduction -- 2 Aufgaben von und Anforderungen an IoT Geratemanagement -- 2.1 Gruppe 1: Bereitstellung und Registrierung -- 2.2 Gruppe 2: Konfiguration und Steuerung -- 2.3 Gruppe 3: Aktualisierung und Wartung -- 2.4 Gruppe 4: Monitoring und Diagnose -- 2.5 Gruppe 5: Hilfsfunktionen.

2.6 Gruppe 6: Interoperabilitat -- 3 Ansatze von IoT Gerate Management -- 4 Evaluation -- 4.1 Bewertungskriterien -- 4.2 Ergebnisse -- 5 Zusammenfassung und Ausblick -- Literatur -- Cross-Company Data Exchange with Asset Administration Shells and Distributed Ledger Technology -- 1 Introduction -- 2 Background -- 2.1 Asset Administration Shell: Fundamentals -- 2.2 Distributed Ledger Technology -- 3 Model Architecture -- 3.1 Current State -- 3.2 Proposed Idea -- 4 Implementation -- 5 Evaluation -- 6 Discussion -- 7 Conclusions -- References -- Plug and Work with OPC UA at the Field Level: Integration of Low-Level Devices -- 1 Introduction -- 2 Review Focus -- 2.1 QoS Requirements of Distributed Applications -- 2.2 System Requirements of Automation Ecosystems -- 3 Specification Review -- 3.1 Field Level Communications Initiative -- 3.2 IEC/IEEE 60802 Profile for Industrial Automation -- 3.3 Reflection -- 4 Impact on Low-Level System Engineering -- 4.1 Device-Oriented Engineering -- 4.2 Function-Oriented Engineering -- 4.3 Identified Effects -- 5 Summary -- References -- Concept for Rule-Based Information Aggregation in Modular Production Plants -- 1 Introduction -- 2 State of the Art -- 3 Concept for Rule-Based Information Aggregation -- 3.1 Structure of the Concept -- 3.2 Classification Method -- 3.3 Rule Engine -- 4 Concept Implementation for a Specific Use Case -- 4.1 Use Case: Fidget Spinner Production -- 4.2 Applying Classification -- 4.3 Applying the Rule Engine -- 5 Conclusion and Future Work -- References -- Towards Real-Time Human-Machine Interfaces for Robot Cells Using Open Standard Web Technologies -- 1 Motivation -- 2 Implementation -- 3 Results -- 4 Summary -- References -- Interoperabilitat von Cyber Physical Systems -- 1 New Requirements for Interoperability -- 2 What Is Interoperability? -- 3 General Interoperability Concept.

3.1 Software-Defined Networking -- 3.2 OPC UA -- 3.3 Combined Usage -- 4 Related Work -- 5 Architecture -- 6 Implementation -- 6.1 Topology and Network Configuration -- 6.2 Configuration Example -- 7 Discussion -- 8 Conclusion -- References -- Skalierbarkeit von PROFINET over TSN fr ressourcenbeschrnkte Gerte -- 1 Einleitung -- 2 Stand der Technik -- 2.1 Entwicklung der Anforderungen an die Industriellen Kommunikation -- 2.2 Entwicklung der Industriellen Kommunikation hin zu Ethernet TSN-basierten Systemen -- 2.3 Single Pair Ethernet -- 2.4 Moglichkeiten und Manahmen zur Optimierung von Softwarecode -- 3 Untersuchung des Ressourcenbedarf PROFINET-Profile und PROFINET-Stack -- 3.1 PROFINET-Stack mit den Profilen RT und IRT -- 3.2 PROFINET over TSN -- 4 Protokolle fur ressourcenbeschrankte Feldgerate -- 4.1 Vorschlag fur ein PROFINET Nano-Profil (Sensorprofil) -- 4.2 OPC UA Nano-Profil -- 5 Zusammenfassung und Ausblick -- Literatur -- Vergleich von Ethernet TSN-Nutzungskonzepten -- 1 Einleitung -- 2 Stand der Technik -- 2.1 Entwicklung der Anforderungskriterien an die industrielle Kommunikation -- 2.2 Ethernet TSN -- 2.3 Anforderungs- und Bewertungskriterien -- 3 Ethernet TSN-Nutzungskonzepte -- 3.1 Preemption-basiertes Nutzungskonzept -- 3.2 TAS-basiertes Nutzungskonzept -- 4 Veranschaulichung der Anforderungen und Kriterien durch Messungen an einer Beispieltopologie und Vergleich -- 4.1 Beschreibung der Testumgebung -- 4.2 Messergebnisse Scheduled Traffic in einem Netzwerk mit gemischten Datenraten -- 4.3 Vergleich der Nutzungskonzepte anhand der Kriterien -- 5 Zusammenfassung und Ausblick -- Literatur -- Feasibility and Performance Case Study of a Private Mobile Cell in the Smart Factory Context -- 1 Introduction -- 2 5G Non Public Networks (NPN) in Industry -- 3 System Application in the Smart Factory -- 3.1 Setup and Configuration.

4 State of the Art of the Interoperability Levels -- 4.1 Technical and Syntactical Interoperability Levels -- 4.2 Semantical Interoperability Level -- 4.3 Organizational Interoperability Level -- 5 Relation Between Technologies and Interoperability Levels -- 5.1 Interoperability Aspects of Asset Administration Shells -- 5.2 Mapping of Selected Technologies into Interoperability Levels -- 6 Summary -- References -- Automatische Bewertung und Uberwachung von Safety Security Eigenschaften: Strukturierung und Ausblick -- 1 Einleitung -- 2 Problemstellung -- 3 Stand der Technik -- 3.1 Safety -- 3.2 Security -- 3.3 Anwendungsfalle wahrend einer Sicherheitsbetrachtung -- 3.4 Forschungsfragen -- 4 Konzeptvorstellung -- 5 Zusammenfassung -- Literatur -- The Implementation of Proactive Asset Administration Shells: Evaluation of Possibilities and Realization in an Order Driven Production -- 1 Introduction -- 2 Types of AASs and the Bidding Procedure -- 2.1 The Types of AASs -- 2.2 The VDI/VDE 2193-Interaction Protocol -- 3 Implementation of Proactive AASs -- 3.1 Requirements for Proactive AASs -- 3.2 Type 1: Proactive Part as AAS-Server Functionality -- 3.3 Type 2: AAS-Application Outside the AAS-Server -- 3.4 Future Possibility: JSON-Function Description -- 3.5 Selection of the Appropriate Type and Their Coexistence -- 4 Infrastructure in an Order Driven Production System -- 4.1 The Initialization of a Production Process -- 4.2 The Execution of a Production Process: The Proactive AASs -- 4.3 The Completion of a Production Process -- 5 The Bidding-App: Detailed Specification -- 5.1 Requirements -- 5.2 Required Submodels -- 5.3 Procedure -- 5.4 Evaluation of the App -- 6 Conclusion -- References -- Configuration Solution for SDN-Based Networks Interacting with Industrial Applications -- 1 Introduction -- 2 Industrial Use Case -- 3 Basics.

3 Concept of Flying Master Over TSN.

3.2 Initial Measurements -- 3.3 Measurements Under Industrial Conditions -- 4 Layer 2 Tunnel Integration -- 4.1 Setup -- 4.2 Measurements -- 5 Outlook on Future 5G Mechanisms -- 6 Conclusion and Future Work -- References -- Vergleichende Untersuchung von PROFINET-Redundanzkonzepten fur hochverfugbare Automatisierungssysteme -- 1 Grundlagen der Verfugbarkeit -- 1.1 Kenngroen der Verfugbarkeit -- 1.2 Verfugbarkeitsberechnung -- 1.3 Verfugbarkeitsklassen -- 2 Topologiekonzepte fur hochverfugbare Netzwerke und Systeme -- 2.1 Topologie 1: Nicht-redundantes PROFINET-Netzwerk -- 2.2 Topologie 2: Kombination von Medien- und S2 Systemredundanz -- 2.3 Topologie 3: Kombination von Medien- und R1 Systemredundanz -- 2.4 Topologie 4: Linientopologie mit Systemredundanz R2 -- 2.5 Prognostizierte Ausfallzeiten der Topologien -- 3 Fazit -- Literatur -- Sichere Kommunikation fur kollaborative Systeme -- 1 Einleitung -- 2 Betrachtete Use Cases und Architektur -- 2.1 Use Cases -- 2.2 Architektur -- 3 Zugehorige Arbeiten -- 4 STRIDE Analyse -- 4.1 Analyse -- 4.2 Sicherheitsanforderungen -- 4.3 Klassifikation von Verbindungen -- 5 Sicherheitskonzept -- 5.1 Gerate-Authentifizierung -- 5.2 Bedienerauthentifizierung -- 5.3 Widerruf von Zertifikaten -- 6 Zusammenfassung -- Literatur -- Systematic Test Environment for Narrowband IoT Technologies -- 1 Introduction -- 2 State of the Art -- 3 Systematic Test Environment for NB-IoT -- 3.1 Challenges and Requirements for Systematic Test Environment -- 3.2 Structure of Systematic Test Environment for NB-IoT -- 4 NB-IoT Performance Evaluation Results -- 4.1 System Tests -- 4.2 Protocol Tests -- 5 Conclusion and Outlook -- References -- CANopen Flying Master Over TSN -- 1 Introduction -- 2 State of the Art -- 2.1 CANopen Flying Master -- 2.2 PROFINET IO Redundancy -- 2.3 IEEE 802.1CB -- 2.4 Industrial 5G.

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